微灌技术初探

徐远军

摘要：微灌技术节水效果明显，是我国节水灌溉重点推广技术。阐述微灌技术的概念和分类，介绍微灌技术的国内外应用情况，比较滴灌、微喷灌、涌流灌3种微灌技术的优缺点和适用范围，分析微灌技术的发展空间。

关键词：节水灌溉；微灌；滴灌；微喷灌；涌流灌；应用

中图分类号：S275 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）01-0069-02

微灌作为农田水利工程的重要技术，以其节水效果明显成为我国节水灌溉推广的未来技术方向。微灌技术在国外已发展成熟并得到推广，但在我国尚处于起步阶段。随着节水增粮工程等政策扶持力度的加大，微灌技术将在国内获得巨大的发展空间。

1 微灌技术概述

1.1 微灌技术的概念

微灌是微润灌溉技术的简称，是膜技术（高分子半透膜材料）在节水灌溉上的应用。其技术内容是以地下给水方式，在微润管内外水势梯度差驱动下，实现对植物全生育期的持续灌溉。这种微润管是以微量、缓慢释放的方式对作物实施续灌，因此基本不存在深层渗漏和地表无效蒸发的现象，从而使整个灌溉周期实现高效节水。

1.2 微灌技术的分类

目前，我国市场上应用较多的节水灌溉技术主要包括渠道防渗、管灌、喷灌和微灌四大类，前两类的节水效果一般不足50%，喷灌技术通常节水60%以上，而微灌技术节水效果可达80%～85%。因此，以滴灌为代表的微灌是当前和今后农业节水效果最好、市场上发展最快的灌溉技术。

2 微灌技术的应用

微灌技术已在世界范围内广泛应用。近20 a来，全球微灌面积以年均33.0%的速度增长，总面积已近400万hm2，其中以色列、德国、奥地利三国的微灌面积最大。我国农田灌溉面积比重不足10.0%，传统的渠道防渗方式仍为灌溉技术的主流。而我国滴灌面积更小，只占有效灌溉面积的6.7%，相比节水农业发达国家的80.0%的比例存在很大差距。如果把我国滴灌面积占有效灌溉面积的比重从6.7%提高至20.0%，则对应的灌溉面积将增加0.08亿hm2。

我国水资源分布不均，干旱现象始终威胁农业生产发展，威胁国家的安全基础。在我国颁布的《全国农业节水纲要（2012—2020）》中，提出到2020年，全国新增节水灌溉工程面积0.2亿hm2（3.0亿亩），其中新增高效节水灌溉工程面积0.1亿hm2（1.5亿亩）以上，主要应用喷灌和微（滴）灌技术。同时，微灌工程的实施需要大量的U-PVC管材、U-PE管材、滴头、滴灌带、管件等，这些材料的成本占全部滴灌工程造价的80%以上。随着微灌技术的大面积推广，将拉动相关产业数百亿元的巨大需求。

3 微灌技术的对比分析

随着科技的发展，微灌的方式也从最初单一的滴灌发展成为包括滴灌、微喷灌、涌流灌、渗灌等多种方式的灌水技术，主要应用于温室大棚、果园和经济作物及草坪的灌溉上。部分干旱缺水地区利用窑窖蓄水，在大田粮食作物灌溉上也使用滴灌技术。

3.1 滴灌

滴灌是将具有一定的压力水过滤后，经滴灌系统及滴水器，均匀而缓慢地滴入植物根部附近土壤的局部灌溉技术。滴灌主要适于果树、蔬菜、花卉、温室大棚等经济作物和水源极缺的地区、高扬程抽水灌区、地形起伏较大地区，以及透水性强、保水性差的砂质土壤和咸水地区的灌溉。

滴灌具有以下优点：1） 节约用水。可根据作物的需要精确地进行局部灌溉，一般比地面灌省水30%～50%，有些作物可达80%左右，比喷灌省水10%～20%。2） 灌水均匀。可有效控制每个滴头的出水量，灌水均匀度达80%～90%。3） 节省能耗。滴灌的工作压力低，比喷灌减少很多抽水量，相应地降低了抽水的能量消耗，这在高扬程灌区效果明显。4） 适应性强。滴灌对土壤和地形的适应性强，几乎适应任何复杂的地形。同时，较低的灌水强度可适应入渗率低的粘性土壤，而对透水性很大的沙性土壤也不会产生严重的深层渗漏。5） 增加产量。滴灌有利于保持稳定的土壤湿度，适时适量向作物根部供水施肥，不易土壤板结，为作物增产提供了水分和养分保障，并可提高产品品质。6） 便于管理。采取自动控制方式施水、施肥，可节水节肥，节省劳动力，便于科学管理。滴灌的缺点主要是投资较高，容易堵塞，对水质要求高。

3.2 微喷灌

微喷灌是介于喷灌与滴灌之间的一种灌水方法。其优点为：1） 节约用水。微喷灌是采用灌溉管道进行输水，靠近地面喷洒，局部灌溉，可大大减少水分蒸发损失、输水损失和部分土壤无效耗水。2） 灌水质量好。相对整个田块而言，微喷灌水并不均匀，但可把水直接喷洒到作物的根部，能够满足作物的全部需水，灌水质量较好。3） 适应性强。微喷灌对土壤、地形和作物有着广泛的适应性，几乎适应各种复杂地形。采用管道输水，管道中的水一直送达作物附近，可实现局部灌溉。与滴灌相比，微喷灌的湿润面积比滴头大得多，避免了大流量滴头在粘土土壤中发生地表径流和形成水洼的问题，以及透水性很大的沙土的深层渗漏问题。4） 防堵塞性能好。微喷头的孔径比滴头大得多，不易堵塞，防堵塞性能好，对水质的过滤要求比滴灌低，相应地降低了一些成本。5） 增加产量。微喷灌可结合作物叶面施肥、喷药等使用，喷水时雾化程度高，有利于增加作物湿度，调节土壤温度，且对作物打击强度小，对花卉、木耳等温湿度有特别要求的作物具有明显的增产作用。6） 装点环境。微喷灌可用于各种地形、土质下的果树、花卉及苗圃、城市园林绿化等的灌溉，同时还可以作为独特的景观。

3.3 涌流灌

涌流灌又名小管出流灌溉，是针对微灌系统使用中灌水器易堵塞的难题而采取的一种新的灌溉方式。它采用超大流道，扩大了微灌灌水器流道的截面积（一般直径为0.5～1.2 mm），以PE塑料小管替代滴头，并辅以田间渗水沟，形成一套以小管出流为特色的微灌系统。

涌流灌具有以下优点：1） 节约用水。涌流灌只湿润渗水沟及其两侧作物根系活动层的部分土壤，是一种局部灌溉技术，可起到节水的效果。2） 抗堵塞。涌流灌的灌水器流道直径比滴头、微喷头的流道或孔口的直径大很多，这种大口径、大流量的灌水器可以解决滴灌系统灌水器用久后易堵塞的难题。3） 降低能耗。涌流灌的流道相对较大，过滤器及灌水器的局部水头损失小，因此运行过程中所需的工作压力较低，节省能量消耗。4） 适应性强。涌流灌系统包括干管、支管、毛管、灌水器（流量调节器）及渗水沟。其中，流量调节器是关键部件，安装在涌泉灌的出水口处，使各出水点配水均匀。流量调节器过流断面大，抗堵塞性能好，工作压力为60～500 kPa，水压的变化对其出流量几乎没有影响。涌泉灌的灌水器因其流道较大、流量适中，既适于地表水和高含沙水以减少堵塞，减少微灌系统对水质的特殊过滤要求，提高工程安全性和保证率，又适于各地形、土壤的果树和宽行蔬菜及大田作物使用。

4 结语

在我国耕地面积减少和水资源日益短缺的情况下，节约用水是保证农业生产和国家粮食安全的当务之急。从改变传统农业灌溉方式入手，大力推广微喷等高效节水灌溉方式，具有长远的意义。在我国农业节水灌溉方式中，每种灌溉方式各有所长、也各有不足，应结合本地区实际，选择适用的灌溉技术，服务于农业生产，提高农业综合生产能力。